新型二維材料可提高電解水制氫效率
來源：新華社 時間：2024-09-13 17:31
德國科研團隊以二維材料MXene為基礎開發出一種催化劑，可高效催化電解水過程中的一個重要化學反應，并有著良好的穩定性，可望提高電解水制氫的效率、降低成本。
MXene由過渡金屬的碳化物或氮化物制成，其微觀結構是一層層的分子薄膜，與單層碳原子構成的石墨烯類似，所以被稱為二維材料。這類材料有著高導電性和親水性，總表面積很大，表面特性容易調節，在電催化領域有巨大潛力。
德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心等機構研究人員說，他們使用碳化釩制備出MXene材料，添加銅和鈷的氫氧化物以增強表面功能，得到新型催化劑。實驗發現，它對電解水的析氧反應表現出較強的催化活性，連續反應12小時之后，活性甚至有所提高。相關論文發表在英國《材料化學雜志A》上。
析氧反應效率是制約電解水總體效率的關鍵因素之一，當前使用的催化劑主要是過渡金屬如銅、鈷、鎳、鐵等的化合物，但它們在電解環境中容易腐蝕，導電性也不理想。新型催化劑可以克服這些缺點，實驗中的催化效率比純粹的銅鈷催化劑更高。
電解水制氫技術利用電能將水分解為氫氣和氧氣，過程中不涉及任何碳排放，是一種清潔的能源轉換方式。尋找高性能、低成本的催化劑，對氫能源的大規模運用有著重要意義。
責任編輯：余璇
